SU1562868A1 - Apparatus for checking magnetic properties of cores of open form - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано при определении магнитной проницаемости сердечников, выполненных в форме пластин, например при изготовлении магнитопроводов магнитных головок. В режиме задани  блок 16 закрывает ключ 15 и напр жение с выводов резистора 17, пропорциональное току в обмотке 2, через усилитель 7 и коммутатор 8 подаетс  на вход пикового детектора 9. Измеритель 13, подключенный к обмотке 6, позвол ет установить в контролируемом сердечнике 5 заданный поток. В режиме измерени  напр жение от источника 14 переменного напр жени  через ключ 15 подаетс  также на обмотку 4. Блок 11 вычитани  формирует разность выходных напр жений пиковых детекторов, а блок 12 фиксирует ее. Эта разность пропорциональна магнитной проницаемости сердечника 5. При этом повышение точности контрол  обеспечиваетс  тем, что выходной сигнал блока 11 не зависит от нелинейности кривой намагничивани  магнитопроводов 1 и 3. 2 ил.The invention relates to magnetic measurements and can be used in determining the magnetic permeability of cores made in the form of plates, for example, in the manufacture of magnetic cores of magnetic heads. In the setting mode, unit 16 closes key 15 and the voltage from the terminals of resistor 17, proportional to the current in winding 2, through amplifier 7 and switch 8 is fed to the input of peak detector 9. Measuring device 13 connected to winding 6 allows it to be installed in controlled core 5 specified stream. In the measurement mode, the voltage from the variable voltage source 14 is also supplied via the switch 15 to the winding 4. The subtraction unit 11 forms the difference between the output voltages of the peak detectors, and the unit 12 detects it. This difference is proportional to the magnetic permeability of the core 5. At the same time, an increase in the accuracy of control is ensured by the fact that the output signal of the block 11 does not depend on the nonlinearity of the magnetization curve of the magnetic cores 1 and 3. 2 Il.

Description

Фие.1Phie.1

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано при определении магнитной проницаемости сердечников, выполненных в фор- с ме пластин, например при изготовлении магнитопроводов магнитных головок.The invention relates to magnetic measurements and can be used in determining the magnetic permeability of cores made in the form of plates, for example, in the manufacture of magnetic heads of magnetic heads.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  за счет снижени  вли ни  нелинейности кривой на- ю магничивани  магнитопроводов устройства .The aim of the invention is to increase the accuracy of control by reducing the effect of the non-linearity of the magnetization curve of the device magnetic circuits.

На фиг. представлена структурна  схема устройства; на бит. 2 - схема блока управлени .15FIG. a block diagram of the device is presented; on a bit. 2 is a control block diagram .15

Устройство содержит первый магни- топровод 1 с намагничивающей обмоткой 2, второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, контролируемый сердечник 5 с измерительной обмоткой 20 6, усилитель 7 $ коммутатор 8, первый и второй пиковые детекторы 9 и 1 О, блок 1 вычитани , измерительный блок 12, измеритель 13 потока, источник 14 переменного напр жени , ключ 15, блок 25 16 управлени  и токосъемный резистор 17. Один из выводов обмотки 2 подключен к первому выводу источника J4, а второй через токосъемный резистор 17The device contains the first magnetic conductor 1 with the magnetizing winding 2, the second magnetic conductor 3 with the compensation winding 4, the controlled core 5 with the measuring winding 20 6, the amplifier 7 $ switch 8, the first and second peak detectors 9 and 1 O, the subtraction unit 1, measuring unit 12, flow meter 13, alternating voltage source 14, switch 15, control unit 25 16 and a collector resistor 17. One of the terminals of the winding 2 is connected to the first output of the source J4, and the second through the collector resistor 17

где W - число витков обмотки 2; К - посто нный коэффициент, Поток Р1 разветвл етс  на потоки Ф0 в сердечнике 5 и Ф2 в магнитопро- воде 3:where W is the number of turns of the winding 2; K is a constant coefficient. Flow P1 splits into threads F0 in core 5 and F2 in magnetic conductor 3:

РО + Р4 Р, PO + P4 P,

(2)(2)

При этом дл  замкнутого участка магнитной цепи, образованного магни- топроводом 1, сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, справедливо соотношение:In this case, for a closed section of the magnetic circuit formed by the magnetic conductor 1, the core 5 and the nonmagnetic gaps between them, the following relation is true:

i|W, , (м + R3 + . О)i | W,, (m + R3 +. O)

где i - амплитуда переменного токаwhere i is the amplitude of the alternating current

в обмотке 2 в режиме задани  условий контрол ;in winding 2 in the control conditions setting mode;

R M - магнитное сопротивление маг- нитопровода 1;R M is the magnetic resistance of the magnetic circuit 1;

R.J - магнитное сопротивление за3OPOBJR.J - magnetic resistance for 3OPOBJ

Rc - магнитное сопротивление контролируемого сердечника 5, Напр жение с резистора J7 с амплитудой UR iR после усилени  усилителем 7 с коэффициентом передачи К поступает на вход пикового детектора 9, на выходе которого формируетс  постоподключен к одному из выводов обмотки 30  нный уровень напр жени  U , R,Rc is the magnetic resistance of the monitored core 5, The voltage from the resistor J7 with amplitude UR iR after amplification by amplifier 7 with the transmission coefficient K is fed to the input of the peak detector 9, the output of which forms a post-connected voltage U, R ,

4 и к второму выходу источника 14. Выводы измерительной обмотки 6 подключены к входам измерител  13 потока , входы усилител  7 подключены к токосъемному резистору 17.4 and to the second output of the source 14. The terminals of the measuring winding 6 are connected to the inputs of the flow meter 13, the inputs of the amplifier 7 are connected to the current collector resistor 17.

Блок 16 может быть выполнен в виде источника 18 питани , ключа 19 и элемента 20 задержки.Block 16 may be configured as power supply 18, key 19, and delay element 20.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Б режиме задани  условий контрол  на выходе блока 1 6 управлени  сЬорми™ руетс  уровень напр жени , закрывающий ключ 15 и устанавливающий коммутатор 8 в состо ние, при котором его вход соединен с первым выходом. Переменное напр жение U с выхода источника 14 падает на намагничивающей обмотке 2, поскольку , где СО - частота переменного напр жени ; L - индуктивность обмотки 2; R - сопротивление резистора 17, в результате чего амплитуда магнитного потока , в магнитопроводе 1 св зана с действующим значением напр жени  соотношением:In the mode of setting the control conditions at the output of the control unit 1 6 control mode, the voltage level closes the key 15 and sets the switch 8 to a state in which its input is connected to the first output. The alternating voltage U from the output of source 14 falls on the magnetizing winding 2, because, where CO is the frequency of the alternating voltage; L is the inductance of the winding 2; R is the resistance of the resistor 17, as a result of which the amplitude of the magnetic flux in the magnetic core 1 is related to the effective voltage value as:

Ф( F (

У K,0 W7  At K, 0 W7

где W - число витков обмотки 2; К - посто нный коэффициент, Поток Р1 разветвл етс  на потоки Ф0 в сердечнике 5 и Ф2 в магнитопро- воде 3:where W is the number of turns of the winding 2; K is a constant coefficient. Flow P1 splits into threads F0 in core 5 and F2 in magnetic conductor 3:

РО + Р4 Р, PO + P4 P,

(2)(2)

При этом дл  замкнутого участка магнитной цепи, образованного магни- топроводом 1, сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, справедливо соотношение:In this case, for a closed section of the magnetic circuit formed by the magnetic conductor 1, the core 5 and the nonmagnetic gaps between them, the following relation is true:

i|W, , (м + R3 + . О)i | W,, (m + R3 +. O)

где i - амплитуда переменного токаwhere i is the amplitude of the alternating current

в обмотке 2 в режиме задани  условий контрол ;in winding 2 in the control conditions setting mode;

R M - магнитное сопротивление маг- нитопровода 1;R M is the magnetic resistance of the magnetic circuit 1;

R.J - магнитное сопротивление за3OPOBJR.J - magnetic resistance for 3OPOBJ

Rc - магнитное сопротивление контролируемого сердечника 5, Напр жение с резистора J7 с амплитудой UR iR после усилени  усилителем 7 с коэффициентом передачи К поступает на вход пикового детектора 9, на выходе которого формируетс  посто5Rc is the magnetic resistance of the monitored core 5. The voltage from the resistor J7 with amplitude UR iR after amplification by amplifier 7 with the transmission coefficient K is fed to the input of the peak detector 9, at the output of which a constant 5 is formed

00

0 5 0 5

который фиксируетс .which is fixed.

Из режима задани  условий контрол  устройство переводитс  -в режим измерени  путем открывани  .ключа 1 5 и перевода доммутат.ора 8   состо ние,при котором, вход его соединен с .вторым выходом, за счет изменени  уровн  напр жени  на выходах блока 16 управлени . Причем изменение уровн  напр жени  на втором выходе блока 16 управлени  (соответственно на управл ющем входе коммутатора 8) происходит позднее на врем  Ј задержки,, чем на пер- 5 BOM выходе (соответственно на управл ющем входе ключа 15), что обеспечивает переключение коммутатора после завершени  переходных процессов в магнитной цепи. После .открывани  ключа 15 на обмотку 4 подаетс  напр жение U, равное напр жению на обмотке 2, при одинаковом числе витков в обмотках 2 и 4 амплитуда магнитного потока рЈ в магнитопроводе 3 устанавливаетс  равной амплитуде магнитного потока Ф{ в магнитопроводе 1 (1). Вследствие того, что Р, Ф, амплитуда магнитного потока в контролируемом сердечнике 5 оказываетс  равной нулю (Р0 0) в соответствии с соотношением (2).From the mode of setting the monitoring conditions, the device is transferred to the measurement mode by opening the key 1 5 and switching the switch 8, the state in which its input is connected to the second output, by changing the voltage level at the outputs of the control unit 16. Moreover, the voltage level change at the second output of control unit 16 (respectively, at the control input of switch 8) occurs later by a delay time Ј than at the first 5 BOM output (respectively, at the control input of key 15), which ensures switching of the switch after completion of transients in a magnetic circuit. After opening the key 15, the voltage U is applied to the winding 4, equal to the voltage on the winding 2, with the same number of turns in the windings 2 and 4, the amplitude of the magnetic flux pn in the magnetic core 3 is equal to the amplitude of the magnetic flux F in the magnetic circuit 1 (1). Due to the fact that P, F, the amplitude of the magnetic flux in the controlled core 5 is equal to zero (P0 0) in accordance with relation (2).

Дл  замкнутого участка цепи, обра зованного магнитопроводом 1, контролируемым сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, в режиме измерени  (при 90 0) справедливо соотношение iFor a closed section of the circuit formed by the magnetic core 1, controlled by the core 5 and the nonmagnetic gaps between them, in the measurement mode (at 90 0) the relation i

ijW- P, (RM +ijW- P, (RM +

R3R3

(4)(four)

где iwhere i

ii

- амплитуда переменного тока в обмотке 2 в режиме измерени . Напр жение с резистора- AC amplitude in winding 2 in measurement mode. Voltage from resistor

17 17

1,-R после усилени  усилителем 7 поступает на вход пикового детектора 10, идентичного пиковолу детектору 9, в результате чего на выходе детектора 10 и соответственно на втором входе блока 11 формируетс  посто нный уровень U ( К ц-R, а с учетом того, что на первом входе блока 11 сдюрми- рован посто нный уровень U ц , , на выходе его и соответственно на входе блока 12 присутствует сигнал 1, -R after amplification by amplifier 7 enters the input of the peak detector 10, identical to the peak detector 9, with the result that a constant level U is formed at the output of the detector 10 and, accordingly, at the second input of the block 11 and taking into account that at the first input of block 11, a constant level U c, is shot, at its output and accordingly at the input of block 12 there is a signal

U2 К R(i, - i,). (5)U2 К R (i, - i,). (five)

Из соотношений (3) и (4) следует, что величина магнитного сопротивлени  контролируемого сердечника Rc определ етс  выражениемFrom relations (3) and (4) it follows that the magnitude of the magnetic resistance of the controlled core Rc is determined by the expression

WiWi

Rc -0Г- (i - ЛRc -0G- (i - L

Таким образом, показани  блока J2 пропорциональны величине магнитного сопротивлени  сердечника 5 с точно известным коэффициентом пропорциональности (величина потока (р задаетс  в режиме задани  условий контрол  по показани м измерител  J3 потока ) .Thus, the readings of block J2 are proportional to the magnitude of the magnetic resistance of core 5 with a precisely known proportionality coefficient (flux (p is specified in the mode of setting the monitoring conditions according to the indications of the flux meter J3).

Магнитное сопротивление сердечника 5, в свою очередь, однозначно св зано с его амплитудной магнитной проницаемостью , что позвол ет проградуи- ровать шкалу измерительного блока 12 в единицах магнитной проницаемости.The magnetic resistance of the core 5, in turn, is unambiguously related to its amplitude magnetic permeability, which makes it possible to calibrate the scale of the measuring unit 12 in units of magnetic permeability.

В данном устройстве амплитуда магнитного потока в замыкающем магнито- проводе в режиме задани  условий контрол  и в режиме измерени  одна и та же, что обеспечивает посто нство магнитной проницаемости и магнитного со628686In this device, the amplitude of the magnetic flux in the closing magnetic conductor in the mode of setting the control conditions and in the measurement mode is the same, which ensures the constant magnetic permeability and magnetic conductivity.

противлени  замыканного магнитопрово- ра. Это значит, что устройство позвол ет исключить вли ни  нелинейное ги кривой намагничивани  замыкающего магнитопровода на результат контрол  и повысить точность контрол .against the closed magnetic conductor. This means that the device makes it possible to eliminate the influence of the nonlinear g of the magnetization curve of the closing magnetic core on the result of the control and to increase the accuracy of the control.

Кроме того, в устройстве автоматически осуществл етс  компенсаци  маг- JQ нитного потока в контролируемом сердечнике в режиме измерени  без введени  дополнительных блоков регулировани , что позвол ет повысить быстродействие устройства и удобство работы с ним. 15In addition, the device automatically compensates for the magnetic flux in the monitored core in the measurement mode without introducing additional control units, which improves the speed of the device and the convenience of working with it. 15

ФормулаFormula

зобретенн invented

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

Устройство дл  контрол  магнитных свойств сердечников разогкнутой cbop- мы, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей обмоткой, первый вывод которой соединен с первым выводом токосъемного резистора, второй вывод которого соединен с общей тиной , первым ВХОДОУ измерител  потока и первым выводом измерительной обмотки , второй вывод которой соединен с вторым входом измерител  потока, второй магнитопровод с компенсационной обмоткой, первый вывод которой соединен с общей шиной, и последовательно соединенные блок вычитани  и измерительный блок, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности , оно снабжено источником переменного напр жени , блоком управлени , ключом, усилителем, коммутатором и двум  пиковыми детекторами, при этом первый выход источника переменного напр жени  соединен с вторым выводом намагничивающей обмотки и входом ключа, выход которого соединен с вторым выводом компенсационной обмотки , выводы токосъемного резистора соединены с входами усилител , выход которого соединен с входом коммутатора , выходы которого соединены с вхо1- дами пиковых детекторов, выходы которых соединены с входами блока, вычитани , причем выходы блока управлени  соединены соответственно с управл ющими входами ключа и коммутатора, а второй выход источника переменного напр жени  соединен с oRrjeft тиной.A device for monitoring the magnetic properties of the cores of an open-ended cbopme containing the first magnetic circuit with a magnetizing winding, the first output of which is connected to the first output of the current-collecting resistor, the second output of which is connected to the common pin, the first input of the measuring winding, the second output of which is connected with the second input of the flow meter, the second magnetic core with compensation winding, the first output of which is connected to the common bus, and the series-connected subtraction and measurement unit In order to increase accuracy, it is equipped with a variable voltage source, a control unit, a switch, an amplifier, a switch and two peak detectors, the first output of the alternating voltage source being connected to the second output of the magnetizing winding and the key input, the output of which is connected to the second output of the compensation winding, the terminals of the collector resistor are connected to the inputs of the amplifier, the output of which is connected to the input of the switch, the outputs of which are connected to the inputs of the peak the detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the block, are subtracted, the outputs of the control unit are connected respectively to the control inputs of the switch and the switch, and the second output of the alternating voltage source is connected to oRrjeft.

Фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой Формы, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей обмоткой, первый вывод которой соединен с первым выводом токосъемного резистора, второйвывод которого соединен с общей шиной, первым входом измерителя потока и первым выводом измерительной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым входом измерителя потока, второй магнитопровод с компенсационной обмоткой, первый вывод которой соединен с общей шиной, и последовательно соединенные блок вычитания и измерительный блок, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено источником переменного напряжения, блоком управления, ключом, усилителем, коммутатором и двумя пиковыми детекторами, при этом первый выход источника переменного напряжения соединен с вторым выводом намагничивающей обмотки и входом ключа, выход которого соединен с вторым выводом' компенсационной обмотки, выводы токосъемного резистора .соединены с входами усилителя, выход которого соединен с входом коммутатора, выходы которого соединены с вхо“ дами пиковых детекторов, выходы которых соединены с входами блока, вычитания, причем выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключа и коммутатора, а второй выход источника переменного напряжения соединен с оНщей шиной.A device for monitoring the magnetic properties of open-core cores, containing a first magnetic circuit with a magnetizing winding, the first output of which is connected to the first output of the collector resistor, the second output of which is connected to a common bus, the first input of the flow meter and the first output of the measuring winding, the second output of which is connected to the second input a flow meter, a second magnetic circuit with a compensation winding, the first terminal of which is connected to a common bus, and a subtraction unit and a meter connected in series characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with an alternating voltage source, a control unit, a key, an amplifier, a switch and two peak detectors, while the first output of the alternating voltage source is connected to the second output of the magnetizing winding and the input of the key, the output of which is connected to the second output of the compensation winding, the terminals of the collector resistor. are connected to the inputs of the amplifier, the output of which is connected to the input of the switch, the outputs of which are connected to the inputs of the peak detector moat, the outputs of which are connected to the block input, subtracting, wherein the control unit outputs are connected respectively to the control inputs and the key switch and the second output AC voltage source connected to oNschey bus. I 'I ' f.f. Фиг. 2FIG. 2